據(jù)最新一期《自然》雜志報道，瑞士、德國、奧地利等國科學(xué)家通過測量碲化錳晶體內(nèi)的電子結(jié)構(gòu)，證實(shí)了交變磁性的存在。南方科技大學(xué)物理系教授劉奇航對科技日報記者表示，交變磁體融合了現(xiàn)有傳統(tǒng)的鐵磁和反鐵磁體的特性。最新研究有望催生新型磁性電子元件和高容量快速存儲設(shè)備，為實(shí)現(xiàn)后摩爾定律時代的電子器件提供更多可能。值得注意的是，同一期《自然》雜志也刊發(fā)了劉奇航等中國科學(xué)家關(guān)于類似主題的論文。
交變磁性與標(biāo)準(zhǔn)磁性的工作方式不同。
圖片來源：《新科學(xué)家》網(wǎng)站
直到20世紀(jì)，人們還認(rèn)為只有一種永磁體的形式，即鐵磁體，就像磁鐵、冰箱貼或指南針等，可以提供外部磁場。鐵磁體的磁場由排列成同一方向的磁體電子的自旋引起。但20世紀(jì)30年代，法國物理學(xué)家路易·奈爾發(fā)現(xiàn)了另一種磁性，即反鐵磁性，其中電子的自旋上下交替。由于反鐵磁體不具備鐵磁體的外部磁場，因此難以像鐵磁儲存介質(zhì)那樣實(shí)現(xiàn)信息的寫入和讀取。
2019年，研究人員預(yù)測某些反鐵磁體晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)會呈現(xiàn)鐵磁體中的性質(zhì)，無法用傳統(tǒng)理論予以解釋。劉奇航指出，這一類非常規(guī)反鐵磁性也被稱為交變磁性，是導(dǎo)致出現(xiàn)上述電子效應(yīng)的原因。但此前一直沒有人看到過這種結(jié)構(gòu)本身的電子特征，因此科學(xué)家并不確定這是一種新磁性。
為證實(shí)這一點(diǎn)，瑞士保羅謝勒研究所團(tuán)隊(duì)測量了光如何從碲化錳上反彈，以測定晶體內(nèi)電子的能量和速度。在繪制出這些電子的圖譜后，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)它們幾乎與交變磁性材料的理論模擬完全匹配。研究顯示，電子似乎被分成兩組，這使它們在晶體內(nèi)更“活躍”，這也是交變磁性的來源。劉奇航團(tuán)隊(duì)也在二碲化錳中觀測到了這種奇特的電子結(jié)構(gòu)。
研究人員指出，交變磁體不像鐵磁體那樣擁有外部磁場，可用其制造互不干擾的磁性設(shè)備。交變磁體甚至可用于制造使用自旋而非電流進(jìn)行測量和計(jì)算的自旋電子計(jì)算機(jī)。
據(jù)最新一期《自然》雜志報道，瑞士、德國、奧地利等國科學(xué)家通過測量碲化錳晶體內(nèi)的電子結(jié)構(gòu)，證實(shí)了交變磁性的存在。南方科技大學(xué)物理系教授劉奇航對科技日報記者表示，交變磁體融合了現(xiàn)有傳統(tǒng)的鐵磁和反鐵磁體的特性。最新研究有望催生新型磁性電子元件和高容量快速存儲設(shè)備，為實(shí)現(xiàn)后摩爾定律時代的電子器件提供更多可能。值得注意的是，同一期《自然》雜志也刊發(fā)了劉奇航等中國科學(xué)家關(guān)于類似主題的論文。
交變磁性與標(biāo)準(zhǔn)磁性的工作方式不同。
圖片來源：《新科學(xué)家》網(wǎng)站
直到20世紀(jì)，人們還認(rèn)為只有一種永磁體的形式，即鐵磁體，就像磁鐵、冰箱貼或指南針等，可以提供外部磁場。鐵磁體的磁場由排列成同一方向的磁體電子的自旋引起。但20世紀(jì)30年代，法國物理學(xué)家路易·奈爾發(fā)現(xiàn)了另一種磁性，即反鐵磁性，其中電子的自旋上下交替。由于反鐵磁體不具備鐵磁體的外部磁場，因此難以像鐵磁儲存介質(zhì)那樣實(shí)現(xiàn)信息的寫入和讀取。
2019年，研究人員預(yù)測某些反鐵磁體晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)會呈現(xiàn)鐵磁體中的性質(zhì)，無法用傳統(tǒng)理論予以解釋。劉奇航指出，這一類非常規(guī)反鐵磁性也被稱為交變磁性，是導(dǎo)致出現(xiàn)上述電子效應(yīng)的原因。但此前一直沒有人看到過這種結(jié)構(gòu)本身的電子特征，因此科學(xué)家并不確定這是一種新磁性。
為證實(shí)這一點(diǎn)，瑞士保羅謝勒研究所團(tuán)隊(duì)測量了光如何從碲化錳上反彈，以測定晶體內(nèi)電子的能量和速度。在繪制出這些電子的圖譜后，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)它們幾乎與交變磁性材料的理論模擬完全匹配。研究顯示，電子似乎被分成兩組，這使它們在晶體內(nèi)更“活躍”，這也是交變磁性的來源。劉奇航團(tuán)隊(duì)也在二碲化錳中觀測到了這種奇特的電子結(jié)構(gòu)。
研究人員指出，交變磁體不像鐵磁體那樣擁有外部磁場，可用其制造互不干擾的磁性設(shè)備。交變磁體甚至可用于制造使用自旋而非電流進(jìn)行測量和計(jì)算的自旋電子計(jì)算機(jī)。
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